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正文內(nèi)容

電動(dòng)車無(wú)刷電機(jī)控制器軟件設(shè)計(jì)詳解-在線瀏覽

2024-08-17 15:46本頁(yè)面
  

【正文】 表處理造成非常大的麻煩,我們不可能去弄一個(gè)0X70這么大的表格而其中只放僅僅8個(gè)元素,所以有必要考慮編程時(shí)的優(yōu)化,且看下面一個(gè)例程:
讀取相位值的例程:
READHALL:
SWAPF PORTC,W 。屏蔽掉不必要的位,
MOVWF HALLTEMP 。再次讀
ANDLW 0X07
SUBWF HALLTEMP,W 。如果與第一次讀取的不一樣,則從頭再來(lái)
SWAPF PORTC,W 。再次比較
BTFSS STATUS,Z
GOTO READHALL 。三次讀取值一致,返回。SWAPF這句,這句語(yǔ)句一方面讀取了霍爾值,另一方面與下句語(yǔ)句結(jié)合還將此值變?yōu)?7的最小值,這樣使得我們后面的查表只需要8個(gè)空間的元素。
有了上面的霍爾讀取程序,我們下面的查表讀取相應(yīng)驅(qū)動(dòng)值就會(huì)變的比較方便,但查表也有很多種,在PIC16F72中,查表可以用RETLW在程序空間查,也可以用專用的讀取FLASH空間的指令去讀,考慮到我們這個(gè)表格一共只有8個(gè)元素,我們可以將器放在內(nèi)存寄存器中,利用用FSR去讀取表內(nèi)容。和60176。這個(gè)表格,我們可以放在寄存器空間不太方便使用的BANK1,在程序初始化時(shí)預(yù)先寫(xiě)入正確的換向?qū)?yīng)值。
使用內(nèi)存查表法的驅(qū)動(dòng)值獲取例程:
。定義霍爾驅(qū)動(dòng)表格的起始地址在BANK1的0XA1開(kāi)始處
。由霍爾值取得對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)值的內(nèi)存查表例程
MOVF HALLTEMP,W 。加上表格的起始地址
MOVWF FSR 。
MOVF INDF,W 。不管返回值如何,先寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)端口,
SUBLW STOP_D 。如果獲得停止電機(jī)值,那么表示霍爾信號(hào)有問(wèn)題
RETURN無(wú)級(jí)調(diào)速模塊部分:
由于使用直流電源,電機(jī)的速度得依靠調(diào)節(jié)加在電機(jī)兩端的電壓來(lái)調(diào)整,較簡(jiǎn)單的辦法是使用PWM脈寬調(diào)制來(lái)調(diào)節(jié)加到電機(jī)兩端的電壓。太高了又增加電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)損耗;PWM脈沖的寬度是調(diào)節(jié)加到電機(jī)兩端有效電壓高低的手段,直接影響到電機(jī)的輸出功率,我們可以根據(jù)手柄輸出的電壓決定最終應(yīng)該分配給電機(jī)多高的電壓。編程提示:
由于現(xiàn)在大多采用線性霍爾作為手柄調(diào)節(jié)速度方案,優(yōu)點(diǎn)是無(wú)觸電,故障率極低。這只需要我們做一點(diǎn)簡(jiǎn)單的運(yùn)算,或者采用查表的方法,將這期間的AD數(shù)值轉(zhuǎn)換成PWM占空比的值即可。但是有一點(diǎn),根據(jù)手柄得出的PWM脈沖寬度不能直接用來(lái)控制PWM占空比,需要在電流允許的情況下才能讓占空比達(dá)到設(shè)定值。具體計(jì)算公式在數(shù)據(jù)手冊(cè)上可以找到,下同。當(dāng)CCPR1L中的值大于PR2時(shí),PWM輸出腳持續(xù)輸出高電平。
T2CON:決定TMR2的預(yù)分頻器和后分頻器的分頻比,預(yù)分頻器和前面講過(guò)的PR2共同決定PWM頻率,后分頻器決定TMR2的中斷周期。編程方面我就不多說(shuō)了。4。
電動(dòng)車控制器的電子開(kāi)關(guān)均使用功率MOSFET控制,MOSFET的最大允許電流,最大允許功耗都有其限制,如果沒(méi)有電流控制,或者電流控制不好,均會(huì)導(dǎo)致功率MOSFET的燒毀,從而導(dǎo)致整個(gè)控制器報(bào)廢,因此電流控制是本程序的重中之重,這個(gè)做不好,其它功能一概免談。具體電路見(jiàn)硬件部分。另一路信號(hào)送至比較器,當(dāng)電流突然由于某種原因大大超過(guò)允許值,比如一只MOSFET擊穿或誤導(dǎo)通時(shí),比較器翻轉(zhuǎn)送出低電平,觸發(fā)單片機(jī)的INT0外部中斷,使單片機(jī)能夠快速關(guān)斷驅(qū)動(dòng),從而保護(hù)MOSFET避免更大傷害。
準(zhǔn)確
圖1首先一個(gè)條件是準(zhǔn)確,這里所指的是電流的AD采樣和轉(zhuǎn)換的時(shí)機(jī)。這種波形會(huì)類似于一個(gè)梯形,如果我們要獲得準(zhǔn)確的電流AD轉(zhuǎn)換值,最好的辦法就是在梯形波的上邊中間采樣電流信號(hào),這樣所獲得的電流AD值才能較為準(zhǔn)確地反應(yīng)電流的實(shí)際大小。而轉(zhuǎn)換時(shí)間,當(dāng)然是越快越好,這里設(shè)定為2μS/bit。此中斷發(fā)生在每?jī)蓚€(gè)PWM信號(hào)起始時(shí)刻,預(yù)先設(shè)定好AD的通道,將AD轉(zhuǎn)換器切換到檢測(cè)電流的那個(gè)通道,當(dāng)進(jìn)入TMR2中斷處理完現(xiàn)場(chǎng)保護(hù),中斷源判斷等一系列動(dòng)作之后,再延時(shí)一段時(shí)間,開(kāi)啟ADON的時(shí)刻,也就是對(duì)電流波形采樣的時(shí)刻剛好落在電流梯形波的前部,采樣完畢之后馬上進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
中斷中AD采樣時(shí)機(jī)的掌握例程:
BCF PIR1,TMR2IF 。恒流查表程序,利用這個(gè)程序延時(shí)一段時(shí)間以便在合適的時(shí)間準(zhǔn)確采樣電流值。是否過(guò)流
MOVF AD_CHANNEL,W 。
CALL TIME05 。16F886
BTFSC INTCON,INTF
GOTO INTB0 。開(kāi)始AD轉(zhuǎn)換
CALL READ_HALL 。是否過(guò)流
BTFSC ADCON0,GO
GOTO LOOP_TMR2及時(shí)
其次是要及時(shí)。
采樣轉(zhuǎn)換之后的工作,就是處理了。如果電流超過(guò)了限制值,則根據(jù)超過(guò)的量,找一個(gè)比較合適的減小量,比如CCPR1L減1或減3,一切以電流比較穩(wěn)定為準(zhǔn),不要有太大的波動(dòng),但波動(dòng)越小,我們要求PWM占空比調(diào)整精度越高。所以我們只對(duì)CCPR1L進(jìn)行操作就可以,前提是TMR2預(yù)分頻值為1:1恒流算法電流即時(shí)值和有效值的矛盾:
也許我們注意到大多數(shù)控制器的最大電流并沒(méi)有出現(xiàn)在堵轉(zhuǎn)的時(shí)候,這是因?yàn)樯厦嫖覀兯鶛z測(cè)到的是電流的即時(shí)值,我們?cè)陔娏鞅砩峡吹降氖请娫措娏鞯挠行е?,?dāng)PWM占空比不是100%的情況下,電流有效值≈電流即時(shí)值*PWM占空比,也就是說(shuō),占空比越小,要保證電流有效值達(dá)到我們的期望值,電流的即時(shí)值要提高,這樣就涉及一個(gè)算法問(wèn)題:提高多少?我們可以根據(jù)上面那個(gè)公式做一個(gè)表格,或者根據(jù)CCPR1L中的值做一個(gè)簡(jiǎn)單的換算。
電流的測(cè)量和控制還涉及到其他兩個(gè)附加功能:換相消噪和降低溫升。
怎樣減小換相噪聲?
在電動(dòng)車剛剛起步的時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)換相時(shí)電機(jī)會(huì)發(fā)出很大的突突聲,這是由于電機(jī)起步時(shí)電流比較大,而電機(jī)是個(gè)感性負(fù)載,換相后由于電機(jī)線圈電流不會(huì)一下增大到換相前的水平,這樣就造成換相前后電流反差非常大,從而導(dǎo)致?tīng)恳Φ募眲∽兓?,這種變化便會(huì)引起電機(jī)強(qiáng)烈振動(dòng),這種振動(dòng)噪聲我們不能完全消除,但有簡(jiǎn)單的方法減小,就是在換相后的一段時(shí)間使PWM脈沖占空比達(dá)到100%來(lái)使電流增長(zhǎng)快一點(diǎn),從而減輕振動(dòng)噪聲。如果電流始終達(dá)不到以前的水平,那么最多延時(shí)十多個(gè)PWM周期即可,時(shí)間長(zhǎng)了也沒(méi)用,以不影響到鑒相等其它重要工作為度。
關(guān)于電流的另一點(diǎn):過(guò)流保護(hù),當(dāng)有MOSFET擊穿或MOSFET誤導(dǎo)通時(shí),比如死區(qū)發(fā)生器有故障時(shí),會(huì)造成上下橋直通將電源直接短路,這樣會(huì)有很大的電流,為避免更大的傷害,在電流信號(hào)引起比較器翻轉(zhuǎn)時(shí)觸發(fā)INT0中斷,由于PIC16F72沒(méi)有中斷嵌套,因此在整個(gè)定時(shí)中斷中均要隨時(shí)
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